ワイヤレス・インサイト屋外RF伝搬 - チュートリアル・シリーズ

無線ネットワークを計画する際、RF伝搬の専門家は複雑な密集環境におけるチャネル特性を理解する必要があります。マルチパス、アンテナ偏波、建設的干渉、破壊的干渉などの効果は、ネットワークを成功させ、最適化するために不可欠です。さらに、ビームフォーミングシミュレーションは、MIMOシステムのH行列に重み付けをすることでチャネルを最大化することができます。このビデオチュートリアルシリーズでは、Wireless InSite MIMOを使用した屋外RF伝搬解析を順を追って説明します。

ジオメトリーのインポートとマテリアル：

Wireless InSite EM Propagation Softwareのユーザーは、3D CADジオメトリの多くのフォーマットをインポートして、地形、建物、葉を含む屋外シーンを構築することができます。 GeoTiffやShapefileなど、これらのフォーマットのいくつかは、ジオメトリの正確なジオロケーションを可能にします。

ジオメトリのレイヤーをインポートした後、ユーザーは誘電率、導電率、厚さなどの材料特性を定義済みのライブラリからジオメトリに割り当てることができます。 多層誘電体、モンテカルロ材料、ユーザー定義の反射および透過係数材料（測定に基づく）も割り当てることができます。 Wireless InSiteには、ガラス、コンクリート、レンガ、多層乾式壁など、100 MHzから100 GHzまでの一般的な建築材料特性の周波数固有のバリエーションが含まれています。

波形、アンテナ、送受信機セット：

このシナリオでは、各エレメントにユーザー定義のカスタムアンテナゲインパターンを使用し、4x4 MIMOアレイから28GHzの波形を送信する。 送信基地局は、地形から12メートルの高さにある建物の角の近くに設置され、シーンのオープンエリアの外側を向くように回転される。 半波長ダイポールアンテナで構成された受信機のグリッドは、シーン内の基地局のカバレージを測定するために使用される。 隣接パス生成(APG)は、シミュレーション中に受信機グリッドの密度を下げるために、受信機セットのランタイム最適化として使用され、その後、フル解像度グリッド内の近くの受信機に結果を外挿する。

研究分野、通信システム、アウトプット：

屋外伝搬には、Wireless InSiteのX3D GPU対応レイトレーサーを使用。 このレイトレーサーは、100 MHzから100 GHzまでの周波数と、1 THzまでのLOSをサポートしています。 ユーザーは、生成された各光線について、光線の間隔、反射、透過、回折の数を指定することができます。 このツールは、プロジェクトの地図データに基づいて、シューティング＆バウンシング光線法（100%決定論的アプローチ）を使用して光線パスを生成します。 生成された光線は、正確なパス計算アルゴリズムを使用して補正され、Rxポイントの中心に確実にヒットし、パワーと位相を正確にキャプチャします。 ユーザーには、環境やアンテナの偏波による位相変化の影響も含むコア光線パスデータが提供されます。 このシナリオでは、葉の減衰の計算にワイスベルガー・モデルが使用されています。

Wireless InSiteに内蔵された通信システム解析ツールにより、ユーザーはコア出力でBER、スループット、キャパシティ計算を生成し、RSSIや送信機間の干渉が全体的なカバレージに与える影響を生成することができます。 これらの出力は、WiFi、LTE、5G NR、およびユーザー定義のプロトコルに対応しています。 

MIMO システムの場合、SVD 以外に、生成されたチャネル行列（H 行列）に重み付け係数を適用するカスタム重み付けテーブルを含むビームフォーミング技法が利用可能である。 UE 側では、選択結合や MRC などの組み合わせ技法が利用可能です。